A、原子是化学变化中的最小粒子，但并不意味着原子就是最小的粒子，原子还可以继续被分成更微小的粒子，如质子、中子、电子；故A错；

B、化学反应中分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子，所以此时分子种类发生了改变，其数目也可能改变，故B错；

C、任何物质的分子之间都有间隔，固体物质分子间也是有间隔的，故C错；

D、分子、原子和离子都可以直接构成物质，它们是构成物质的三种基本微粒，故D正确．

故选D．